C#如何实现自定义控件的开发
这篇文章给大家分享的是有关C#如何实现自定义控件的开发的内容。小编觉得挺实用的,因此分享给大家做个参考,一起跟随小编过来看看吧。
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简介
Smart Device Extensions for Microsoft Visual Studio .NET (SDE) 提供了一种可以在应用程序中使用的很好的基本控件。遗憾的是,嵌入式设备应用程序涉及的范围非常广,这就使得开发人员几乎肯定会在某些地方缺少合适的控件,此时,基本上有两个选择:重新进行应用程序的结构设计以使用可用的控件,或者采用您自己的自定义控件。
SDE 的***个版本不支持设计时自定义控件,这意味着为了使用它们,必须手动编写将它们放入窗体并设置其大小和属性的代码。它只需很少的额外工作量,并且只需要您接受没有可用于自定义控件的 Form Design Support 这一事实。
问题
最近,我一直在为 Visual Studio .NET 创建类库,用于包装很多硬件的功能。通过使用一个可以为他们完成所有 P/Invoking 和资源管理工作的类库,托管代码开发人员使用这个类库来访问机载微型控制器和 Microsoft Windows CE 端口就容易多了。我开发用于 Graphics Master 设备的 I/O 的类库,以便提供对两个单独的头上的引脚的读取和写入功能。
我需要一个测试和示例应用程序,该程序能够使用户轻松地通过恰当的图形接口设置或读取数字 I/O 状态并读取模拟 I/O。我希望有某个东西看起来像示意图上的接头或类似板上的物理插头。由于我要处理两个物理上不同大小的接头,所以我需要多个控件,或***是一个可以定义大小的控件。很显然,SDE 的工具箱中没有我想要的控件。
我本来可以使用大量的 Label、CheckBox、PictureBox 和 TextBox,但是我认为这种替代方案看起来很难看。让我们尝试编写自己的控件。
C#自定义控件对象模型
***个任务是决定整个对象模型。我们需要什么样的组成部分,这些组成部分将如何融合在一起,它们如何相互交互,如何与它们的环境交互?
图 1. 我的连接器控件概念
我们将创建连接器,用来包含大小可变的引脚集合,以便能够连接不同大小的接头。每个引脚必须有可以放在被显示的"引脚"的左侧或右侧(取决于它是偶数还是奇数引脚)的标识标签。每个引脚还可以是数字的或模拟的 I/O,因此每个引脚都需要有范围从零到 0xFFFF 的单独的值。***能够一眼即可识别每个引脚的类型和值,所以将需要使用一些颜色。当然,并非接头上的所有引脚都可用于 I/O,所以我们需要能够禁用它们中的一部分,此外,我们希望引脚是交互的,这样当我们接通一个引脚时,它可以做某些操作,比如更改状态。
图 1 是一个控件在屏幕上显示的外观的很好模型。
基于这些要求,我们提出了一个如图 2 所示的对象模型。
图 2. 控件对象模型
整体的思路是,我们将有一个 Connector 基类,然后从它派生出其他几个自定义的 Connector 类。Connector 将包含一个 Pins 类,这个类只是通过从 CollectionBase 派生,使用索引器来公开 Pin 对象的 ListArray。
C#自定义控件:实现 Pin 对象
因为此控件的骨干是 Pin 对象,所以我们首先介绍它。Pin 对象将处理控件的大多数显示属性,并处理用户交互。一旦我们可以成功地在窗体上创建、显示单个引脚并与之交互,构建一个连接器将它们组合在一起就非常简单了。
Pin 对象有四个在创建它时必须设置的属性。默认的构造函数会设置它们中的每一个,但其他构造函数还可以用来允许创建者传递非默认的值。
最重要的属性是 Alignment。这个属性确定了绘制对象时文本和引脚的位置,但更重要的是,设置属性时,它将创建和放置用于绘制引脚和文本的矩形。这些矩形的使用将在随后解释 OnDraw 时进行讨论。
清单 1 显示了基本构造函数和 Alignment 属性的代码。为引脚子组件周围所定义的偏移量和边框使用了常量,但这些常量也很容易成为控件的其他属性。
清单 1. 引脚构造函数和 Alignment 属性
public Pin() { showValue = false; pinValue = 0; type = PinType.Digital; Alignment = PinAlignment.PinOnRight; } public PinAlignment Alignment { // determines where the pin rectangle is placed set { align = value; if(value == PinAlignment.PinOnRight) { this.pinBorder = new Rectangle( this.ClientRectangle.Width - (pinSize.Width + 10), 1, pinSize.Width + 9, this.ClientRectangle.Height - 2); this.pinBounds = new Rectangle( this.ClientRectangle.Width - (pinSize.Width + 5), ((this.ClientRectangle.Height - pinSize.Height) / 2) + 1, pinSize.Width, pinSize.Height); this.textBounds = new Rectangle( 5, 5, this.ClientRectangle.Width - (pinSize.Width + 10), 20); } else { this.pinBorder = new Rectangle( 1, 1, pinSize.Width + 9, this.ClientRectangle.Height - 2); this.pinBounds = new Rectangle( 6, this.ClientRectangle.Height - (pinSize.Height + 4), pinSize.Width, pinSize.Height); this.textBounds = new Rectangle( pinSize.Width + 10, 5, this.ClientRectangle.Width - (pinSize.Width + 10), 20); } this.Invalidate(); } get { return align; } }
由于 Pin 对象不会提供很好的用户交互或可自定义性,所以引脚的核心功能是我们将重写的绘图例程 OnDraw,重写该例程是为了可以由我们来绘制整个引脚。
每个引脚将绘制三个部分:引脚本身将是一个圆(除非它是 Pin 1,这时它将是一个方块),我们将围绕引脚绘制边框矩形,然后在引脚的左侧或右侧留出一个区域用来绘制引脚的文本。
要绘制引脚,我们首先确定表示实际引脚的圆所使用的颜色。如果引脚被禁用,它的颜色是灰色。如果启用,则要确定它是什么类型。模拟引脚将是绿色,而数字引脚根据情况而不同,如果是低 (关)则是蓝色,如果是高(开)则是橙色。
下一步,我们使用 FillEllipse 来绘制所有实际的引脚,但 PinNumber=1 时除外,这时使用 FillRectangle 绘制引脚。通过绘制在矩形 (pinBounds) 中而不是控件的边界上,我们能够在创建引脚时设置引脚的位置(左侧或右侧),并且从这一点开始,我们可以在不用关心引脚的位置的情况下进行绘制。
下一步我们绘制标签,它将是引脚的文本或引脚的值,这取决于 ShowValue 属性。
我们使用与绘制引脚时类似的策略来绘制文本,但这次我们必须计算水平和垂直偏移量,因为在 Microsoft .NET 压缩框架中,DrawText 方法不允许有 TextAlign 参数。
最终,我们通过调用 Dispose 方法清理我们手动使用的 Brush 对象。
清单 2 显示了完整的 OnDraw 例程。
清单 2. OnDraw() 方法
protected override void OnPaint(PaintEventArgs pe) { Brush b; // determine the Pin color if(this.Enabled) { if(type == PinType.Digital) { // digital pins have different on/off color b = new System.Drawing.SolidBrush( this.Value == 0 ? (digitalOffColor) : (digitalOnColor)); } else { // analog pin b = new System.Drawing.SolidBrush(analogColor); } } else { // disabled pin b = new System.Drawing.SolidBrush(disabledColor); } // draw the pin if(this.PinNumber == 1) pe.Graphics.FillRectangle(b, pinBounds); else pe.Graphics.FillEllipse(b, pinBounds); // draw a border Rectangle around the pin pe.Graphics.DrawRectangle(new Pen(Color.Black), pinBorder); // draw the text centered in the text bound string drawstring; // are we showing the Text or Value? if(showValue) drawstring = Convert.ToString(this.Value); else drawstring = this.Text; // determine the actual string size SizeF fs = pe.Graphics.MeasureString( drawstring, new Font(FontFamily.GenericMonospace, 8f, FontStyle.Regular)); // draw the string pe.Graphics.DrawString( drawstring, new Font(FontFamily.GenericMonospace, 8f, FontStyle.Regular), new SolidBrush((showValue ? analogColor : Color.Black)), textBounds.X + (textBounds.Width - fs.ToSize().Width) / 2, textBounds.Y + (textBounds.Height - fs.ToSize().Height) / 2); // clean up the Brush b.Dispose(); } }
构建 Pin 类的***一步是添加 Click 处理程序。对于我们的 Pin 类来说,我们将使用自定义的 EventArg,以便可以向事件处理程序传递引脚的文本和编号。要创建自定义的 EventArg,我们只是创建了一个从 EventArgs 类派生的类:
public class PinClickEventArgs : EventArgs { // a PinClick passes the Pin Number and the Pin's Text public int number; public string text; public PinClickEventArgs(int PinNumber, string PinText) { number = PinNumber; text = PinText; } }
下一步,我们将一个委托添加到命名空间中:
public delegate void PinClickHandler(Pin source, PinClickEventArgs args);
现在,我们需要添加代码来确定什么时候发生单击,然后引发事件。对于我们的 Pin 类,当引脚的边框矩形内部发生 MouseDown 和 MouseUp 事件时即为一个逻辑上的单击 - 这样,如果用户单击引脚的文本部分,则不会触发 Click 事件,但如果点击表示实际引脚的区域,则触发该事件。
首先,我们需要一个公共 PinClickHandler 事件,其定义如下:
public event PinClickHandler PinClick;
我们还需要一个私有的布尔变量,我们将在 MouseDown 事件发生时设置该变量,用于指示我们正在单击过程中。然后,我们检查 MouseUp 事件的该变量,以确定事件是否是按连续的顺序发生的:
bool midClick;
下一步,我们需要为 MouseDown 和 MouseUp 添加两个事件处理程序,如清单 3 所示。
清单 3. 用于实现 PinClick 事件的事件处理程序
private void PinMouseDown(object sender, MouseEventArgs e) { if(!this.Enabled) return; // if the user clicked in the "pin" rectangle, start a click process midClick = pinBorder.Contains(e.X, e.Y); } private void PinMouseUp(object sender, MouseEventArgs e) { // if we had a mousedown and then up inside the "pin" rectangle, // fire a click if((midClick) && (pinBorder.Contains(e.X, e.Y))) { if(PinClick != null) PinClick(this, new PinClickEventArgs( this.PinNumber, this.Text)); } }
***,我们需要为每个引脚实现事件处理程序。引脚的基本构造函数是添加这些挂钩的好地方,我们可以通过直接在构造函数中添加以下代码来完成:view plaincopy to clipboardprint?this.MouseDown += new MouseEventHandler(PinMouseDown); this.MouseUp += new MouseEventHandler(PinMouseUp); this.MouseDown += new MouseEventHandler(PinMouseDown);
this.MouseUp += new MouseEventHandler(PinMouseUp); 实现 Pins 类一旦有了 Pin 类,就可以创建从 CollectionBase 派生的 Pins 类。该类的目的是提供索引器,这样我们就可以很容易在集合内添加、删除和操纵 Pin 类。
清单 4. Pins 类
public class Pins : CollectionBase { public void Add(Pin PinToAdd) { List.Add(PinToAdd); } public void Remove(Pin PinToRemove) { List.Remove(PinToRemove); } // Indexer for Pins public Pin this[byte Index] { get { return (Pin)List[Index]; } set { List[Index] = value; } } public Pins(){} }
实现 Connector 类既然我们已经获得了 Pins 类,我们现在需要构建 Connector 类,该类将是一个简单的包装类,这个包装类包含 Pins 类,并在每个引脚和连接器容器之间封送 PinClick 事件,而且它有一个表示连接器上的引脚数的构造函数。清单 5 显示了完整的 Connector 类。
清单 5. Connector 类
public class Connector : System.Windows.Forms.Control { public event PinClickHandler PinClick; protected Pins pins; byte pincount; public Connector(byte TotalPins) { pins = new Pins(); pincount = TotalPins; InitializeComponent(); } private void InitializeComponent() { for(int i = 0 ; i < pincount ; i++) { Pin p = new Pin(PinType.Digital, (PinAlignment)((i + 1) % 2), 0); p.PinClick += new PinClickHandler(OnPinClick); p.PinNumber = i + 1; p.Text = Convert.ToString(i); p.Top = (i / 2) * p.Height; p.Left = (i % 2) * p.Width; this.Pins.Add(p); this.Controls.Add(p); } this.Width = Pins[0].Width * 2; this.Height = Pins[0].Height * this.Pins.Count / 2; } public Pins Pins { set { pins = value; } get { return pins; } } private void OnPinClick(Pin sender, PinClickEventArgs e) { // pass on the event if(PinClick != null) { PinClick(sender, e); if(sender.Type == PinType.Digital) sender.Value = sender.Value == 0 ? 1 : 0; else sender.DisplayValue = !sender.DisplayValue; } } protected override void Dispose( bool disposing ) { base.Dispose( disposing ); } }
Connector 的 InitializeComponent 方法是创建所有被包含的 Pin 类并将其添加到连接器的控件中的地方,并且是连接器本身调整大小的地方。InitializeComponent 也是最终被 Form Designer 用来显示我们的连接器的方法。
C#自定义控件:构建自定义连接器
Connector 类本身很简单,它不会修改任何默认的引脚设置。但是,我们现在可以通过从 Connector 类派生新的类,从而构建一个自定义连接器,并修改单个引脚(例如,使某些引脚成为模拟引脚,或将其禁用)。
在示例应用程序中,我为 Applied Data Systems 的 Graphics Master 板创建了两个连接器,一个用于 J2,一个用于 J7。构造函数基于连接器设置引脚的类型以及引脚的文本。图 2 是窗体上有 J2 和 J7 的示例应用程序的屏幕快照。
图 3. 使用两个 Connector 对象的窗体
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